Fizică modernă
Lungime de undă de Broglie a electronului
Ridică K — λ = h/p se micșorează pe măsură ce impulsul crește.
Lungime de undă de Broglie a electronului — simulație interactivă de Fizică modernă. Ridică K — λ = h/p se micșorează pe măsură ce impulsul crește. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.
Lungime de undă de Broglie
Ridică K — λ = h/p se micșorează pe măsură ce impulsul crește.
de Broglie a propus unde de materie cu lungimea de undă λ = h/p. Electronii capătă lungime de undă mai scurtă pe măsură ce impulsul crește, făcând puntea între descrierile de particulă și de undă. Această relație stă la baza microscoapelor electronice și a difracției pe cristale, unde fantele trebuie să fie comparabile cu λ.
- λ = h/p
- λ ∝ 1/√K
Rezumat de investigație
Planifică întrebarea înainte să deschizi laboratorul
Rezumatul reflectă pagina pre-randată: întrebarea-ghid, predicțiile concurente, rolurile variabilelor, legile guvernante, montajul, analiza și extensiile rămân vizibile și în această ordine.
Întrebare-ghid
Louis de Broglie a propus că și particulele precum electronii au o lungime de undă, nu doar lumina. Are un electron mai rapid (cu energie cinetică mai mare) o lungime de undă de Broglie mai lungă sau mai scurtă?
Predicții de cântărit
- Lungime de undă mai lungă pentru electronii mai rapizi.
- Lungimea de undă nu depinde de energia cinetică.
- Mai scurtă — energie cinetică mai mare înseamnă impuls mai mare, iar lungimea de undă este invers proporțională cu impulsul.
Rolurile variabilelor
Ce stabilești tu:
- Energia cinetică K (eV)
Ce măsori:
- Lungimea de undă de Broglie λ (pm)
Cum decurge investigația
- Deschide presetarea electron-de-broglie și apasă Resetează.
- Activează citirea lungimii de undă de Broglie.
- Setează energia cinetică a electronului pentru fiecare încercare și înregistrează-i lungimea de undă de Broglie.
Ecuația guvernantă
Lungime de undă de Broglie — λ = h/p
Fiecare particulă cu impulsul p are o lungime de undă asociată λ = h/p. Pentru o particulă nerelativistă cu energia cinetică K, aceasta devine λ = h/√(2mK) — o extindere directă a dualității undă-particulă a luminii la materie.
Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve
- Pentru o încercare, calculează λ = h/√(2m_eK) folosind h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, m_e = 9.109×10⁻³¹ kg (convertind K din eV în jouli). Compară cu tabelul.
- Explică, folosind λ = h/p și p = √(2m_eK), de ce energia cinetică mai mare (și deci impulsul mai mare) produce o lungime de undă MAI SCURTĂ — relația opusă față de E = hc/λ al unui foton.
Unde mai apare asta dincolo de laborator
- Microscoapele electronice exploatează lungimea de undă de Broglie minusculă a electronului (mult mai scurtă decât lumina vizibilă) pentru a rezolva detalii mult mai mici decât ar putea vreodată un microscop optic. Explică de ce folosirea electronilor cu energie mai mare (lungime de undă mai scurtă) îmbunătățește în general rezoluția unui microscop electronic.
- Și o minge de baseball aruncată are o lungime de undă de Broglie, dar mult prea mică pentru a fi observată vreodată. Folosind λ = h/p cu impulsul tipic al unei mingi de baseball, explică de ce efectele undelor de materie sunt observabile doar pentru particule extrem de ușoare, ca electronii.
- AP Physics 2 — Unit 15: Modern Physics
- IB Physics — E.2 Quantum physics
- General High School Physics — Modern physics intro
- NGSS High School Physics — Wave-particle duality of light
- Bine ai venit la Electron de Broglie
- Selectează electronul
- Apasă Pornește
- Lungime de undă din impuls
- Deschide panoul Proprietăți
- Ai reușit!
Deschide simularea interactivă pentru a construi scena, a apăsa Pornește și a explora cu măsurători live și un tutorial ghidat.
Deschide laboratorul interactiv →